typedef是C++中的一个十分重要的关键字,它有强大的功能和方法的用途。但是有时候,碰到一些用到typedef的地方却感到很奇怪了。
给个栗子尝尝:
typedef void(*pFun)(void);
很奇怪,你不觉得奇怪吗?反正我是信了,一个字-“怪”。
好,下面就讲一下C++中的一怪“typedef”。
typedef的定义是,为现有类型创建一个新的名字,或称为类型别名。这就是一个关键的突破点,无论typedef怎么应用,都不会脱离它本身的定义。
1、typedef定义一种类型的别名
typedef int* PINT; PINT pa,pb;//pa和pb都是int*类型的指针
给一种类型进行重定义别名,可以方便我们使用。
2、typedef和struct
在旧的C代码中,struct定义一个结构体时,必须加上struct
typedef struct Point{ int x; int y; }Point;
3、typedef与平台无关性
用typedef来定义与平台无关的类型。比如定义一个叫 REAL 的浮点类型,在目标平台一上,让它表示最高精度的类型为:typedef long double REAL;
在不支持 long double 的平台二上,改为:typedef double REAL;
在连 double 都不支持的平台三上,改为:typedef float REAL;
也就是说,当跨平台时,只要改下 typedef 本身就行,不用对其他源码做任何修改。标准库就广泛使用了这个技巧,比如size_t。另外,因为typedef是定义了一种类型的新别名,不是简单的字符串替换,所以它比宏来得稳健(虽然用宏有时也可以完成以上的用途)。
4、typedef定义函数指针
首先说明一下函数型指针,我们知道每种类型对应着属于自身类型的指针,当然函数也不例外。当一个函数被执行时,在程序空间中占据一定空间,这个空间的起始地址是用函数名来表示的,称为函数的入口地址。也可以用指针指向这个入口地址,并通过该指针变量来调用这个函数。这种指针变量称为函数型指针变量,其一般形式为:
数据类型标识符 (*指针变量名) () ; 例如:void (*f)( );
上式定义了指针f, f指向的函数返回void类型类数据。注意其中(*f)中的括弧不可缺少,标识f是先与*结合,是指针变量,然后再与后面的()结合,表示此指针指向函数。
为复杂的声明定义一个新的简单的别名。方法是:在原来的声明里逐步用别名替换一部分复杂声明,如此循环,把带变量名的部分留到最后替换,得到的就是原声明的最简化版。举例:
1. 原声明:int *(*a[5])(int, char*);
变量名为a,直接用一个新别名pFun替换a就可以了:
typedef int *(*pFun)(int, char*);
原声明的最简化版:
pFun a[5];
2. 原声明:void (*b[10]) (void (*)());
变量名为b,先替换右边部分括号里的,pFunParam为别名一:
typedef void (*pFunParam)();
再替换左边的变量b,pFunx为别名二:
typedef void (*pFunx)(pFunParam);
原声明的最简化版:
pFunx b[10];
3. 原声明:doube(*)() (*e)[9];
变量名为e,先替换左边部分,pFuny为别名一:
typedef double(*pFuny)();
再替换右边的变量e,pFunParamy为别名二
typedef pFuny (*pFunParamy)[9];
原声明的最简化版:
pFunParamy e;
理解复杂声明可用的“右左法则”:
从变量名看起,先往右,再往左,碰到一个圆括号就调转阅读的方向;括号内分析完就跳出括号,还是按先右后左的顺序,如此循环,直到整个声明分析完。举例:
int (*func)(int *p);
首先找到变量名func,外面有一对圆括号,而且左边是一个*号,这说明func是一个指针;然后跳出这个圆括号,先看右边,又遇到圆括号,这说明(*func)是一个函数,所以func是一个指向这类函数的指针,即函数指针,这类函数具有int*类型的形参,返回值类型是int。
int (*func[5])(int *);
func右边是一个[]运算符,说明func是具有5个元素的数组;func的左边有一个*,说明func的元素是指针(注意这里的*不是修饰func,而是修饰func[5]的,原因是[]运算符优先级比*高,func先跟[]结合)。跳出这个括号,看右边,又遇到圆括号,说明func数组的元素是函数类型的指针,它指向的函数具有int*类型的形参,返回值类型为int。
也可以记住2个模式:
type (*)(....)函数指针
type (*)[]数组指针
5、通过成员指针调用成员函数
可以在不必知道函数名的情况下,通过成员指针调用对象的成员函数。例如,函数dispatcher有一个变量pmf,通过它调用类成员函数,不管它调用的是strcpy()函数还是strcat()函数。指向外部原函数的指针和指向类成员函数的指针是有很大区别的。后者必须指向被调函数的宿主对象。因此,除了要有成员指针外,还要有合法对象或对象指针。
现举例做进一步说明。假设A有二个实例,成员函数指针支持多态性。这样在成员指针调用虚成员函数时是动态处理的(即所谓后联编 - 译注)。注意,不可调用构造和析构函数。示例如下:
A a1, a2; A *p= &a1; //创建指向A的指针 //创建指向成员的指针并初始化 void (A::*pmf)(char *, const char *) = &A::strcpy; //要将成员函数绑定到pmf,必须定义呼叫的对象。 //可以用*号引导: void dispatcher(A a, void (A::*pmf)(char *, const char *)) { char str[4]; (a.*pmf)(str, “abc”); //将成员函数绑定到pmf } //或用A的指针表达方式指向成员指针: void dispatcher(A * p, void (A::*pmf)(char *, const char *)) { char str[4]; (p->*pmf)(str, “abc”); } //函数的调用方法为: dispatcher(a, pmf); // .* 方式 dispatcher(&a, pmf); // ->* 方式
6、高级使用技巧
以上是成员函数的基本知识。现在介绍它的高级使用技巧。
6.1 成员指针数组
在下例,声明了一个含有二个成员指针的数组,并分配类的成员函数地址给成员指针
PMA pmf[2]= {&A::strcpy, &A::strcat};
等同于
void (A::*PMA[2])(char *, const char *)= {&A::strcpy, &A::strcat};
这样的数组在菜单驱动应用中很有用。选择菜单项后,应用将调用相应的回调函数,如下所示:
enum MENU_OPTIONS { COPY, CONCAT }; int main() { MENU_OPTIONS option; char str[4]; //从外部资源读取选项 switch (option) { case COPY: (pa->*pmf[COPY])(str, “abc”); break; case CONCAT: (pa->*pmf[CONCAT])(str, “abc”); break; } }
6.2 void类型的指针
void含义:
void是“无类型”,void*则为无类型指针,void*可以指向任何类型的数据。
void a;//此变量没有任何实际意义,无法编译通过“illegal use of type”
void 的作用:
1、对程序返回的限定
2、对函数参数的限定
我们知道,如何指针p1和p2的类型相同,那么我们可以直接在p1和p2间赋值,如果不同,必须使用强制类型转换。
如:float *p1; int *p2;
若:p1 = p2; 编译出错:“can not covert from int* to float*”
必须为:p1 = (float*)p2;
而void*不同,任何类型的指针都可以直接赋为它,不需要强制类型转换:
如:void *p1; int *p2;
可作:p1 =p2;
无类型可以包容有类型,有类型不能包容无类型:
必须为:p2 = (int*)p1;
如果函数的参数可以是任意类型指针,那么应声明其参数为void *
典型的如内存操作函数memcpy和memset的函数原型分别为:
void* memcpy(void *dest, const void *src, size_t len); void* memset(void *buffer,int c, size_t num);
这样,任何类型的指针都可以传入memcpy和memset中,这也真实地体现了内存操作函数的意义,因为它操作的对象仅仅是一片内存,而不论内存是什类型。
7、typedef 与 #define的区别
案例一:
通常讲,typedef要比#define要好,特别是在有指针的场合。请看例子:
typedef char *pStr1; #define pStr2 char *; pStr1 s1, s2; pStr2 s3, s4;
在上述的变量定义中,s1、s2、s3都被定义为char *,而s4则定义成了char,不是我们所预期的指针变量,根本原因就在于#define只是简单的字符串替换而typedef则是为一个类型起新名字。
案例二:
下面的代码中编译器会报一个错误,你知道是哪个语句错了吗?
typedef char * pStr; char string[4] = "abc"; const char *p1 = string; const pStr p2 = string; p1++; p2++;
是p2++出错了。这个问题再一次提醒我们:typedef和#define不同,它不是简单的文本替换。上述代码中const pStr p2并不等于const char * p2。const pStr p2和const long x本质上没有区别,都是对变量进行只读限制,只不过此处变量p2的数据类型是我们自己定义的而不是系统固有类型而已。因此,const pStr p2的含义是:限定数据类型为char *的变量p2为只读,因此p2++错误。